内容正文:
第1章 内 能
3 比热容
4 跨学科实践:风
第1课时 比热容及其应用
物质的吸热性能
1.(多选)如图所示,为了引入比热容这个物理量,做了“水和食
用油吸热情况对比”的实验,该实验中需要控制( )
ABD
A.电加热器的规格相同
B.水和食用油的质量相同
C.水和食用油的体积相同
D.水和食用油的初始温度相同
解析 影响水和食用油吸热情况的因素有质量、吸收的热量
等,所以实验时需控制两种物质的质量、初温相同,而且应用
相同的加热器加热相同的时间,同时实验时的容器等也应该
相同,故选A、B、D。
2.【跨学科·日常生活】烧开一壶水比烧开半壶水需要的时间
长,说明物体吸热多少与物体的_______有关;烧开一壶水比
烧温一壶水需要的时间长,说明物体吸热多少与物体的
___________有关。
温度变化
质量
解析 影响物体吸热多少的因素有物体的质量、温度变化和
物质的种类。
3.(2022江苏无锡中考)用如图所示的两套相同装置探究不同
物质吸热升温的现象。将相等质量的沙子和水分别装入铝桶
中,用温度计测出它们的初始_______,点燃酒精灯加热,用玻
璃棒_______沙子和水,观察到沙子升温比水快。由此,可以
推得,质量相等的沙子和水,升高相同的温度,______吸收的热
量多。
水
搅拌
温度
解析 本实验中,要先用温度计测出沙子和水的初始温度,才
可以通过比较两种物质的温度变化来反映水和沙子吸热能力
的强弱。加热过程中要用玻璃棒不断搅拌,目的是使被加热
的物质受热均匀。观察到沙子升温比水快,说明水的吸热能
力更强,则质量相等的沙子和水,若使两者升高相同的温度,水
吸收的热量较多。
比热容
4.(2024湖北武汉中考)下列事例中,与“水的比热容较大”这
个特性无关的是 ( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
B
解析 汽车发动机用水作冷却剂,是因为水的比热容大,故A
不符合题意;人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷,是因为
水蒸发吸热,故B符合题意;海边昼夜温度变化比沙漠中小,是
因为水的比热容比沙石的大,故C不符合题意;生物体内水的
比例很高,有助于调节生物体自身的温度,是因为水的比热容
大,故D不符合题意。故选B。
解题思路 水的比热容大说明水的吸、放热能力强,即吸收或放出相同的热量后,水的温度变化小。
5.【新课标·物理观念】(2025河北承德月考)根据表中的数据,
下列判断正确的是 ( )
D
一些物质的比热容c/[J/(kg·℃)]
水 4.2×103 干泥土 0.84×103
煤油 2.1×103 铜 0.39×103
沙石 0.92×103 铝 0.88×103
冰 2.1×103 铅 0.13×103
A.不同种物质的比热容一定不相同
B.水的质量越大,比热容越大
C.同种物质状态改变,比热容不变
D.质量相同的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多
解析 不同种物质的比热容一般不相同,但有些相同,如煤
油、冰的比热容相同,故A错误;比热容是物质的特性,与质量
无关,故B错误;同种物质状态改变,比热容改变,故C错误;质量
相同的铝块和铜块升高相同的温度,铝块的比热容较大,铝块
吸收的热量多,故D正确。故选D。
6.【跨地理·海陆风】在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成
海陆风。陆风和海风是由地面和大海升温和降温的快慢不
同,从而使空气对流形成的。形成海陆风的根本原因是
_______________________。如图所示是海陆风形成的示意
图,其中______图反映海风形成的时间是白天,______图反映陆
风形成的时间是晚上。
甲
乙
水的比热容比沙石的大
解析 在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风,而形成
海陆风的根本原因是水的比热容比沙石的大;日间陆地受太
阳辐射温度升高很快,海面上由于海水比热容大受热升温慢,
上空的气温相对较低,冷空气下沉并在近地面流向附近较热
的陆面,形成海风,如图乙;夜间陆地冷却快,海面上较为温暖,
近地面气流从陆地吹向海面,形成陆风,如图甲。
第1章 内 能
3 比热容
4 跨学科实践:风
第2课时 热量的计算
热量的计算
1.【新特色·环境保护】(2024山东济南三模)济西国家湿地公
园水质清澈、芦苇丛生,自然资源非常丰富,漫步其中仿佛置
身世外桃源,湿地作为地球三大生态系统之一被称为“地球
之肾”,能调节空气的湿度和温度,能调节温度主要是因为水
的 ( )
A.比热容大 B.密度大 C.流动性大 D.热值大
A
解析 因为水的比热容较大,相同质量的水和沙石比较,白天
吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚放出相同的热量,水
的温度降低得少,使得昼夜温差小,能有效调节周围环境的气
温。故选A。
2.(2024山东青岛开学考)质量为2 kg的某物质,温度从20 ℃升
高到40 ℃时,吸收的热量是1.84×104 J,则该物质的比热容是
( )
A.4.6×103 J B.0.46×103 J/(kg·℃)
C.2.3×103 J D.0.23×103 J/(kg·℃)
B
解析 根据Q=cmΔt可知,该物质的比热容为c= =
=0.46×103 J/(kg·℃),故选B。
3.【跨历史·曲水流觞】(2024山东滕州一模)“曲水流觞”是
古代诗酒唱酬的一种雅事。酒盏装有质量为50 g的酒,在溪水
上随溪水流动时会降低酒的温度,则酒的内能_______(选填
“变大”“变小”或“不变”),这是通过________方式改
变酒的内能;漂流过程中,酒的温度从30 ℃降低至26 ℃,会放
出________J的热量。[c酒=3.4×103 J/(kg·℃)]
680
热传递
变小
解析 酒盏随溪水流动时酒的温度会降低,热量从酒传递到
水,酒的内能变小,这是通过热传递的方式改变酒的内能;酒放
出的热量Q放=c酒mΔt=3.4×103 J/(kg·℃)×50×10-3 kg×(30 ℃-26
℃)=680 J。
4.【跨学科·日常生活】(2024黑龙江鸡西中考)楼房中的“暖
气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供
暖,这是因为水的________大,若暖气中50 kg的水,温度降低
2 ℃,放出的热量是___________J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
4.2×105
比热容
解析 因为水的比热容较大,所以相同质量的水和其他物质
相比较,放出同样热量的情况下,水的温度变化小,故采用热水
循环的方式供暖;水放出的热量Q放=c水m水Δt水=4.2×103 J/(kg·
℃)×50 kg×2 ℃=4.2×105 J。
5.【新课标·科学态度与责任】(2025山东济宁月考)小明在学
习笔记中记录了如表所示的错题,请你帮助他找出错误,分析
错因并改正。
错题记录
习题:燃气灶烧水时,使质量为5 kg、初温为20 ℃的水升高60℃。
[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
求:水吸收的热量。
解:水吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(60 ℃-20 ℃)=8.4×103 J
错题改正
错误之处:__________________________。
错因分析: __________________________。
正确解答: __________________________。
解析 此题错误之处:混淆状态量与过程量,将水升高的温度6
0 ℃(过程量)当作水的末温(状态量)。错因分析:把升高60 ℃
理解为升高到60 ℃。正确解答:水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2
×103 J/(kg·℃)×5 kg×60 ℃=1.26×106 J。
特别提醒 运用公式计算时,要注意是“升高了”“升高”还是“升高到”,“升高了”“升高”代表的是物体温度的变化量,而“升高到”代表的是末温。
6.(★★☆)以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属
甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙的低;那么,初温相同的
甲、乙放出相同热量 ( )
A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B.甲的末温比乙的高,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D.无法判断甲、乙的末温哪一个高,且无法判断甲、乙比热
容哪一个大
B
解析 初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量,甲的末
温比乙的低,说明吸收相同的热量,甲温度变化比乙温度变化
少,由此可知,初温相同的甲、乙放出相同热量,由于甲温度变
化比乙温度变化少,所以甲的末温比乙的末温高,但由于不知
道甲、乙两块金属的质量关系,所以无法判断甲、乙比热容
哪一个大,故选B。
7.(2023四川成都中考改编,★★☆)小美在老师指导下进行了
以下实验:甲、乙两烧杯各装100 g水,用酒精灯加热甲烧杯,煤
油灯加热乙烧杯,直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯,测得消耗
酒精4 g、煤油2.5 g。她根据实验数据绘制了水温与加热时
间关系的图像(如图)。若水沸腾前质量不改变,同一杯水沸腾
前后单位时间内吸收的热量相等,q酒精=3.0×107 J/kg,q煤油=4.6×1
07 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃),则下列说法正确的是 ( )
B
A.整个过程,甲杯中的水吸收的热量更多
B.前3分钟,乙杯中的水吸收的热量为3.36×104 J
C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108 J
D.消耗的酒精完全燃烧放出的热量为4.032×104 J
解析 由题意可知,甲、乙两烧杯中水的质量相等、初始温
度相同,由Q=cmΔt可知水沸腾时,两杯水吸收的热量相等且Q
吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(98 ℃-18 ℃)=3.36×104 J,
已知同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,则整个
过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为Q甲= Q吸= ×3.36×10
4 J=4.032×104 J,Q乙= Q吸= ×3.36×104 J=4.48×104 J,所以整个
过程,乙杯中的水吸收的热量更多,3分钟时乙杯中的水恰好沸
腾,则前3分钟,乙杯中水吸收的热量为Q吸=3.36×104 J,故A错
误,B正确;整个过程消耗的煤油完全燃烧放出的热量为Q煤油=q
煤油m煤油=4.6×107 J/kg×2.5×10-3 kg=1.15×105 J,故C错误;在整个
过程中,完全燃烧4 g酒精所释放的热量为Q酒精=q酒精m酒精=3.0×1
07 J/kg×4×10-3 kg=1.2×105 J,故D错误。
8.(2024江苏镇江中考,★★☆)为比较A、B两保温杯的保温性
能,小红在两个保温杯中分别倒入0.1 kg 相同温度的热水,用
温度计测量其初温t0,示数如图1所示,t0=_______℃。绘制水温
随时间的变化图像如图2所示,A杯中水放出的热量为________J。保温性能更好的是_________(选填“A”或“B”)杯。
[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
A
2.1×1 04
80
解析 如图1所示,图中温度计的分度值是1 ℃,读数是80 ℃,
即t0=80 ℃;如图2所示,水的末温是30 ℃,则A杯中水放出的热
量为Q=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(80 ℃-30 ℃)=2.1×
104 J;根据Q=cmΔt可知,质量相同的水在A、B两保温杯中,温度
变化相同时,放出的热量相同,但A保温时间更长,所以保温性
能更好的是A杯。
9.【新中考·创新实验】(2023四川泸州中考,★★☆)小明学习
了比热容知识后,想比较A、B两种未知液体的比热容大小,进
行如下实验:
(1)找来两个带保温层的相同电热杯,不计与外界发生的热传递,如图甲所示。
(2)将_______相等的A、B两种液体分别倒入两个电热杯中,
然后将两种液体均加热到60 ℃。
(3)将长时间处于室温的两个完全相同的铜块,分别浸没在两
种液体中,盖好盖子。
(4)经过一段时间,温度计示数稳定后,A液体中温度计示数如图
乙所示,则A液体温度降为_______℃,B液体温度降为53 ℃。
(5)分析可知,____液体放出的热量多,____液体的比热容较大。
A
A
56
质量
解析 (2)比较A、B两种未知液体的比热容大小,根据控制变
量法可知需要控制两液体的质量相等。
(4)由乙图可知,温度计的示数为56 ℃,即A液体温度降为56 ℃。
(5)由(4)知,A液体的温度降为56 ℃,则A液体中铜块的末温为
56 ℃;B液体温度降为53 ℃,则B液体中铜块的末温为53 ℃。铜
块的初温相同,根据Q=cmΔt可知,A液体中铜块吸收的热量较
多,则A液体放出的热量多,即cAmΔtA>cBmΔtB,代入数据可得cAm
(60 ℃-56 ℃)>cBm(60 ℃-53 ℃),整理可得cA>cB,所以A液体的
比热容较大。
10.(2025山东菏泽期中)为了比较水和食用油的吸热能力,小
明做了如图甲所示的实验。
(1)在两个相同的试管中应加入初温相同、_______相同的
水和食用油;
(2)实验中,通过加热时间的长短来反映液体____________;
(3)小明认为在两种液体都不沸腾的情况下,要使水和食用油
升高相同的温度然后进行比较水和食用油的吸热能力;小红
认为在两种液体都不沸腾的情况下,要加热相同的时间然后
进行比较水和食用油的吸热能力。你认为可行的是
____________(选填“小明”“小红”或“小明和小红”);
小明和小红
吸热的多少
质量
(4)冬天将至,小明想自制一个暖手袋,若只能从上面两种液体
中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择______
(选填“水”或“食用油”);
(5)物理学中用比热容来描述不同物质的吸热能力。已知水
的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),那么根据乙图计算食用油的比
热容大小为_______________J/(kg·℃)。
2.1×103
水
解析 (1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量
相同,在两个相同的试管中应加入初温相同、质量相同的水
和食用油。
(2)实验中,用同一热源加热,可以通过加热时间来比较两种液
体吸收热量的多少。加热时间越长,液体吸收的热量也越多。
(3)在两种液体都不沸腾的情况下,小明认为要使水和食用油
升高相同的温度然后进行比较加热的时间;小红认为要加热
相同的时间然后进行比较升高的温度。根据比较吸热能力的
方法,两种方法都可行。
(4)根据图乙可知,温度升高20 ℃,水和食用油的加热时间分别
为6 min和3 min,根据比较吸热能力的方法,食用油的吸热能
力弱,水的比热容大。根据Q=cmΔt,在质量和降低的温度相同
时,水放热多,故应选择比热容大的水装入暖手袋中作为供热
物质。
(5)根据图乙可知,温度升高20 ℃,水和食用油的加热时间分别
为6 min和3 min,由转换法,食用油和水的吸热之比为1∶2,根
据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比
热容成正比,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则食用油的比热
容为c食用油= c水= ×4.2×103 J/(kg·℃)=2.1×103 J/(kg·℃)。
$$